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大阪大学研制出最薄最轻的磁传感器矩阵片系统

2020年2月6日通过路加福音詹姆斯

大阪大学的一个研究小组开发了一种轻薄的磁性传感器矩阵片系统,可以可视化各种表面上磁性的二维分布。

电流磁传感器电路是使用硅基硬电子元件,集成在硬度类似于玻璃的衬底上。这意味着它们只能放在平面上,否则它们会破裂。

相比之下,柔性和软磁传感器也已经开发出来,但是还没有一个设备需要在同一个地方集成驱动电路、信号处理电路、传感器扫描机构和无线测量单元,所有这些都需要创建由大阪大学研究人员开发的系统与莱布尼茨固体和材料研究所合作。

柔性传感器系统。

隐式磁传感器矩阵系统。图片由大阪大学

利用磁传感器系统提高灵敏度

根据Masaya近藤该研究报告的主要作者是大阪和莱布尼茨的研究人员,“柔性磁传感器元件的制造是困难的,而且很难将制造过程与电路技术结合起来。”

研究人员已经能够开发出世界上最薄和最轻的磁性传感器矩阵片系统,可以可视化各种表面上的磁性二维分布。该系统被描述为“像皮肤一样”,将柔性电子元件(“有机晶体管”)和巨磁阻元件集成在1.5 μm厚的塑料薄膜上。使用这种工艺制造的电路可以附着在皮肤上,不会造成不适,甚至折叠时也能正常工作。

该系统的灵敏度比传统系统高10倍,不仅能够检测和放大微弱的磁信号,还可以通过扫描排列在矩阵模式中的磁传感器元件来可视化磁的二维分布。

图和磁映射的传感器输出的磁传感器矩阵系统。

利用磁传感器矩阵系统绘制的磁场图像。图片由大阪大学。

测绘传感器系统的效益与应用

在物理信息之上,所获得的磁信息比电信息精确得多。这是因为磁性传感器由于物质的高磁导率而具有更高的空间分辨率。因此,片状传感器系统提供了高度精确的信息,因为它可以应用于许多物体,而不管形状如何。

例如,通过将薄片式传感器系统安装在加固结构上,如建筑物上,就可以精确地确定损坏的位置,并利用钢梁和钢筋恶化所引起的磁畸变来绘制地图。另一个潜在的应用是在医学上,传感器可以用于更精确的心脏诊断,在那里心电图被磁测图取代。